金属および有機材料の均一な蒸発
第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させて層を形成する方法である。この方法では、第１の材料が金属を含み、第２の材料は非金属であり、蒸発した材料が基板表面上に供給可能になるように配設された混合マニホールドを提供すること；第１および第２の材料を別個に蒸発させる第１および第２の加熱素子を提供し、蒸発した材料が混合マニホールド内に供給可能になるように加熱素子を配設すること；および、第１および第２の材料を制御された速度で計量して第１および第２の加熱素子にそれぞれ供給し、金属を含んだ蒸発した材料を混合マニホールドに供給し、ここで第１および第２の材料を混合した後、基板表面に堆積させて、金属を含んだ層を形成することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理蒸着の分野に関し、さらに具体的には、金属および非金属材料を蒸気から共蒸着（co-deposition）させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、基板と、アノードと、有機化合物を含む正孔輸送層と、適切なドーパントを含む有機発光層と、有機電子輸送層と、カソードとを備えている。ＯＬＥＤデバイスが魅力的なのは、駆動電圧が低く、高輝度で、視角が広く、フルカラーのフラット発光ディスプレイが可能だからである。Ｔａｎｇらは、この多層ＯＬＥＤデバイスを米国特許第４，７６９，２９２号および第４，８８５，２１１号に記載している。
【０００３】
真空環境中での物理的気相蒸着は、小分子ＯＬＥＤデバイスで用いられているような有機材料の薄膜を堆積させる主要な方法である。このような方法はよく知られており、例えばＢａｒｒの米国特許第２，４４７，７８９号とＴａｎａｂｅらの欧州特許第０，９８２，４１１号に記載されている。有機材料は、速度依存性の好ましい蒸発温度またはそれに近い温度に長時間にわたって維持したとき、分解することが多い。感受性のある有機材料をより高温にすると、分子構造が変化し、それに伴って材料の性質が変化するおそれがある。
【０００４】
米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９号には、Ｂｏｒｏｓｏｎらが低仕事関数金属でドープした有機層を記載している。例えば、１．２体積％のリチウムを含んだトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）の層は、有用な特性を有する。このような層は、加熱された２つのボート源（Ａｌｑとリチウムに１つずつ）を備えたコーティング・ステーションにて基板に真空蒸着させたものである。
【０００５】
しかし、別個の蒸発源を使用すると、堆積される膜に勾配効果が生じることがある。この場合、移動している基板に最も近い蒸発源内の材料がその基板に直接接する最初の膜において過剰になるが、これは最後の蒸発源内の材料が、最終的な膜表面において過剰になるためである。この勾配性の共堆積は、単一の材料が複数ある蒸発源のそれぞれから蒸発する従来の蒸発源では不可避である。図１はそういった先行技術の蒸発装置４の断面図を示している。この蒸発装置４は、有機材料を蒸発させるために個別の３つの蒸発源６、７、および８を備えている。異なる蒸発源からの材料の蒸気気柱（vapor plume）９は均一であることが好ましいが、実際には端から端へと組成が変化するため、基板５のコーティングが不均一になる。
【０００６】
従来の蒸発源のさらに別の制約は、装填した材料が消費されるにつれて蒸気用マニホールドの形状が変化することにある。この変化があるために、一定の蒸発速度を維持するためにヒータの温度を変化させる必要がある。しかし、オリフィスから出てくる蒸気の気柱形状は、蒸発源内部における材料の厚さおよび分布の関数として変化することが観察されている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８８５，２１１号明細書
【特許文献３】米国特許第２，４４７，７８９号明細書
【特許文献４】欧州特許第０，９８２，４１１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、単一の蒸発源により金属および非金属材料を均一に堆積させて基板に層を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより、第１の材料が金属を含み第２の材料が非金属である層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面に供給可能になるように配設された混合マニホールドを提供すること；
ｂ）第１および第２の材料を別個に蒸発させるように、蒸発した材料が混合マニホールド内に供給可能になるように配設された第１および第２の加熱素子を提供すること；および、
ｃ）制御された速度で第１および第２の材料を計量して（metering）第１および第２の加熱素子それぞれに供給して、金属を含んだ蒸発した材料を混合マニホールドに供給し、そこで第１および第２の材料を混合した後、基板表面に堆積させて金属を含んだ層を形成することを含む方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の１つの利点は、蒸発速度と分解温度閾値が異なる複数の材料を、同じ蒸発源において同時に昇華させられることである。特に有利であるのは、材料の１つが金属であり、別の材料が有機物である場合である。
【００１１】
本発明のさらに別の利点は、材料の計量速度（metering rate）を制御することによって、蒸発速度および蒸気組成の制御を直線的にできることである。
【００１２】
本発明のさらに別の利点は、基板がコーティング中でない場合に、材料の計量速度を制御し、蒸着チャンバ壁の汚染を最小にし、かつ材料を節約することによって、蒸発を迅速に停止させて再開させ、安定した蒸発速度を迅速に達成できることである。
【００１３】
本発明のさらに別の利点は、本発明の装置により、先行技術の装置よりも材料の分解を実質的に少なくして実質的に高い蒸発速度が実現されることである。さらに、蒸発源の材料が消費されるにつれてヒータ温度を変える必要がない。
【００１４】
本発明のさらに別の利点は、蒸発源をどのような配向にもできることである。これは従来の装置では不可能なことが多い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここで図２を参照すると、本発明に従って使用される装置の一実施形態の断面図が示されている。蒸発装置１０は、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより層を形成する装置である。第１の材料は金属を含む。第２の材料は非金属であり、特に、有機材料または有機材料の混合物を含む。蒸発装置１０は、蒸発した材料が基板表面上に供給可能になるように配設された混合マニホールド６０を備えている。すなわち、基板８５は、開口部９０から混合マニホールド６０を出て行く蒸発した材料が基板８５の一表面に層を形成するように、混合マニホールド６０に関連した位置に置かれる。第１の加熱素子２５および第２の加熱素子４０は、第１の材料１５および第２の材料２０をそれぞれ蒸発させる。加熱素子は、蒸発した第１および第２の材料が混合マニホールド６０内に供給されるように配設されている。例えば一実施形態では、加熱素子は加熱されたスクリーンを混合マニホールド６０の開口部に備える。
【００１６】
第１の材料１５は、金属、好ましくは、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性または還元性金属を含む。本発明に有用な金属には、Ａｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む。いくつかの実施形態では、図２に示したように、第１の材料１５は細長状部材（例えば、ワイヤ、（rod）、棒（bar））である。以下に記載の他の実施形態では、第１の材料１５は粉末状または粒状である。第１の材料１５は、計量構造５５によって制御された速度で計量されて第１の加熱素子２５に供給される。ワイヤの場合、図２に示すように、計量構造５５は例えばローラであり、このローラは第１の材料１５を制御された一定の速度で動かし、第１の加熱素子２５と接触させた状態で細長状部材を維持する。第１の材料１５は第１の加熱素子２５によって蒸発され、金属を含んだ蒸発した第１の材料が、混合マニホールド６０内に供給される。
【００１７】
第２の材料２０は、圧縮もしくは事前に凝縮された固体、または粉末である。第２の材料２０は有機材料であるのが好ましい。第２の材料２０は単一の成分を含んでもよいし、２種以上の有機成分（各々異なる蒸発温度を有する）を含んでもよい。第２の材料２０は、制御された速度で計量されて第２の加熱素子４０に供給される。第２の材料２０用の計量構造の一例は、第２の材料２０を受け取るチャンバ６５とピストン５０とを備える。チャンバ６５とピストン５０は、第２の材料２０をチャンバ６５内で上昇させるために力制御式駆動機構（a force-controlled drive mechanism）により制御される。第２の材料２０は第２の加熱素子４０によって蒸発されて、蒸発した第２の材料が混合マニホールド６０内に供給される。第１および第２の蒸発した材料は混合マニホールド６０内で混合された後、基板８５の表面に堆積されて、第１の材料１５の金属を含んだ層を形成する。
【００１８】
蒸発装置１０は、材料の少なくとも１つをその蒸発温度よりも低くなるように装置の一部において能動的に冷却するための複数の手段を含むこともできる。例えば、蒸発装置１０は温度制御のために、第１の領域３０および第２の領域３５を備えることができる。第１の領域３０は基部ブロック６７を含み、これは加熱用基部ブロックまたは冷却用基部ブロック、あるいはこの両方であり、加熱用または冷却用流体を供給する制御通路６９を含むことができる。制御通路６９が基部ブロック６７を貫通していることにより、温度制御用流体（すなわち、第１の領域３０から熱を吸収するか、第１の領域３０に熱を供給するようになされた流体）が流れる。この流体はガス、液体、または混合相である。蒸発装置１０は制御通路６９に流体を圧送する手段を備える。圧送装置は当業者には周知である。第２の領域３５は、混合マニホールド６０と第２の加熱素子４０によって境界が定められた領域を含む。第２の加熱素子４０は混合マニホールド６０の一部である。第２の材料２０はその蒸発温度よりも低く維持するために第１の領域３０内で能動的に冷却される。第２の領域３５の第２の加熱素子４０は、第２の材料２０の薄い断面をその蒸発温度より高く加熱し、これにより第２の材料２０の薄い断面が蒸発する。第２の材料２０が２種以上の有機成分を含んでいる場合、第２の加熱領域３５の温度をそれぞれの成分の蒸発温度よりも高くなるように選択して、第２の材料２０の成分の各々を同時に蒸発させる。このようにして、第１の領域３０と第２の領域３５との間には約２００℃／ｍｍという急峻な温度勾配が発生する。この勾配により、直ちに蒸発する材料以外のどの材料も高温になることはなく、第２の材料２０の塊は、分解速度の低い温度で維持される。蒸発温度とは、混合マニホールド６０に存在する圧力で、基板に材料を堆積させるのに好ましい速度で材料が蒸発するときの温度を意味する。蒸発温度は種々の様式で決定される。Ｌｏｎｇらが米国特許公開第２００５／０１８６３４０号に記載しているように、蒸発速度は蒸気圧力に比例するので、所望の蒸発速度のためには、所望の蒸発速度に対応する所要の加熱温度が決定される。蒸発装置１０は、対向するターゲット基板へ放射される熱を低減するために、加熱された混合マニホールド６０に隣接して配置された１つ以上のシールド７０を含んでもよい。熱シールド７０は、シールドから熱を逃がすために、基部ブロック６７に熱的に連結されている。シールド７０の上部部分は、それらの比較的冷たい表面に蒸気が凝縮するのを最小にするために、開口部の平面よりも下に位置するように設計されている。
【００１９】
本発明の装置および方法は、Ｌｏｎｇらが米国特許公開第２００５／０１８６３４０号に記載しているように、有機材料の顕著な分解を引き起こすことなく、高い蒸発速度を実現できる。しかしながら、蒸発装置１０は金属を共蒸着することもでき、ここでは別個に蒸発した材料（金属および有機材料）が混合マニホールド６０内で混合され、基板８５の表面に一緒に堆積されて層を形成する。第２の領域３５における蒸発速度が一定で、蒸発する第１の材料１５および第２の材料２０の体積が一定であれば、一定の形状を有する気柱が確立されて維持される。本明細書では、気柱（plume）とは蒸発装置１０を出て行く蒸気の雲として定義される。共蒸発された金属および有機材料を含むような層は、有用であることがわかっている。例えば、Ｂｏｒｏｓｏｎらは米国特許公開第２００４／０１３５７４９号において、共蒸発させた１．２％リチウム金属を有するトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）の電子輸送層は、寿命が延長されたより低電圧のＯＬＥＤデバイスを提供できることを開示している。この実施形態では、第１の材料１５はリチウム金属であり、第２の材料２０はＡｌｑである。こういった層の別の使用例として、Ｈａｔｗａｒらが米国特許出願シリアル番号第１１／２１７，０２６号に教示しているように、例えば、タンデム形ＯＬＥＤデバイスの中間コネクタにおけるｎ型ドープした有機層がある。
【００２０】
蒸発が続くと圧力が発生し、蒸気流がマニホールド６０から一連の開口部９０を通して出て行く。マニホールドの長さ方向のコンダクタンスは、Ｇｒａｃｅらにより米国特許公開第２００４／０１４４３２１号に記載されているように、開口部のコンダクタンスの和よりも大まかに２桁大きくなるように設計されている。このコンダクタンス比によってマニホールド６０内部の圧力が一定になりやすくなるため、蒸発速度が局所的に一様でない可能性があるにもかかわらず、蒸発源の長さ方向に沿って分布している開口部９０を通る流れの不均一性が抑制される。
【００２１】
材料の僅かの部分（第２の領域３５にある部分）だけが速度依存性蒸発温度まで加熱されるので、その材料の塊は蒸発温度よりもはるかに低い温度に維持されるものの、第２の加熱領域３５での加熱を中断する（例えばピストン５０および計量構造５５の運動を止める）ことによって蒸発を中断することが可能である。これは基板表面が被覆されていない場合に実行され、材料を保護し、関連するあらゆる装置（蒸着チャンバの壁など）の汚染を低減する。これについては以下で説明する。
【００２２】
第２の加熱素子４０は粉末材料または圧縮した材料が加熱素子４０を自由に通過することを妨げる細かいメッシュスクリーンであるので、蒸発装置１０はどの向きでも使用される。例えば、蒸発装置１０はその下に位置する基板を被覆するために、図２に示したものに対して１８０°に配向される。
【００２３】
実際には、蒸発装置１０は以下のように使用される。ある量の第１の材料を供給構造４５に供給する。ある量の、１種以上の成分を含むことのできる第２の材料２０を蒸発装置１０のチャンバ６５に供給する。第１の領域３０において、第２の材料２０を、その有機成分の各々の蒸発温度より低く能動的に維持する。第１の加熱素子２５を第１の材料１５の蒸発温度よりも高い温度に加熱する。第２の加熱素子４０を第２の材料２０またはその成分各々の蒸発温度よりも高い温度に加熱する。第１の材料１５および第２の材料２０をそれぞれ、制御された速度で計量する。これにより、それらの材料は蒸発し、混合マニホールド６０内で混合され、基板表面に堆積して層を形成する。第２の材料２０が複数の成分を含む場合、各成分は同時に蒸発する。
【００２４】
ここで図３を参照すると、本発明に従って用いるための基板を取り囲む蒸着チャンバをさらに備える装置の１実施形態が示してある。蒸着チャンバ８０は、蒸発装置１０から来た蒸発した材料でＯＬＥＤ基板８５を被覆することのできる閉鎖装置である。蒸着チャンバ８０は制御された状態に保持される。例えば圧力は、真空源１００によって１トル（torr）以下にされる。蒸着チャンバ８０は、被覆されていないＯＬＥＤ基板８５を装着し、被覆されたＯＬＥＤ基板８５を除去するのに使用される装着用ロック装置７５を備えている。ＯＬＥＤ基板８５は並進移動装置９５によって移動されて、蒸発した材料がＯＬＥＤ基板８５の表面全体に均一にコーティングされる。蒸発装置１０は蒸着チャンバ８０によって一部分が囲まれているように示されているが、蒸発装置１０が蒸着チャンバ８０によって完全に囲まれている構成など、他の構成も可能であることが理解されよう。
【００２５】
実際には、ＯＬＥＤ基板８５は、装着用ロック装置７５を用いて蒸着チャンバ８０の中に配置し、並進移動装置９５またはそれに付随する装置によって保持する。蒸発装置１０は上記のように動作し、並進移動装置９５は、蒸発装置１０から材料の蒸気が放出される方向に対して垂直にＯＬＥＤ基板８５を移動させるので、混合された金属材料と非金属材料の層がＯＬＥＤ基板８５の表面に形成される。
【００２６】
上記蒸発装置１０においては、第１の加熱素子２５は加熱されたスクリーンとして示されている。しかし、第１の加熱素子はこの構成に限定されるものではない。例えば、ここで図４を参照すると、第１の材料１５を蒸発させるための上記装置の一部分の別の実施形態の断面図が示されている。この実施形態では、第１の加熱素子２７は加熱されたブロックである。第１の材料１５は、第１の加熱素子２７と接触している一部が蒸発するように、上記のような制御された一定速度で計量される。この装置形状のために、第１の材料の蒸気８７は第１の加熱素子２７周囲を通過して、混合マニホールドに供給することができる。必要に応じて、シール９３が、供給構造４５から蒸気が漏出するのを防ぐことができる。
【００２７】
ここで図５を参照すると、第１および第２の別個に蒸発させた材料を混合し、基板表面に堆積させて層を形成するための本発明に従って使用される装置の、別の実施形態の三次元図が示してある。蒸発装置１１０は、供給装置１４０と供給装置１４５とが取り付けられたマニホールド１２０を備えている。供給装置１４０は、第１の容器１５０とモータ１９０によって作動される供給路１６０とを少なくとも備えている。供給装置１４５は、第１の容器１５０から離間された第２の容器１５５と、モータ１３５によって作動される供給路１６５とを少なくとも備えている。第１の容器１５０には、粉末状または粒子状の、ある量の第１の材料が供給される。第２の容器１５５には、粉末状の、ある量の第２の材料が供給される。第１および第２の材料の組成は上記のようなものである。供給装置１４０は第３の容器１７０も備えることができ、供給装置１４５は第４の容器１７５も備えることができる。第３の容器１７０は、第１の容器１５０と第１の材料に関連付けられている。第４の容器１７５は、第２の容器１５５と第２の材料に関連付けられている。明らかなように、第３の容器１７０と第４の容器１７５はそれぞれ第１および第２の材料を収容することができ、その材料をそれぞれ第１の容器１５０と第２の容器１５５に移すことができる。マニホールド１２０は１つ以上の開口部１３０を備えており、蒸発した有機材料がその開口部を通じて出て行って基板の表面に到達することができる。マニホールド１２０は水平方向に向いた基板上に層を形成できるように図示しているが、この方向に限定されるものではない。マニホールド１２０が鉛直方向を向いていて、鉛直な基板上に層を形成することもできる。マニホールド１２０は、Ｌｏｎｇらによる米国特許出願第１０／７８４，５８５号に詳細に記載されている。供給装置１４０と供給装置１４５は、マニホールド１２０の対向する側に取り付けた状態で図示してあるが、マニホールド１２０の同じ側に取り付けることや、マニホールド１２０が鉛直方向を向いている場合には、マニホールドの底部に取り付けることもできる。マニホールド１２０への供給装置１４０の取り付け方は明らかであろう。
【００２８】
ここで図６を参照すると、本発明に従って粉末状材料または粒子状材料を供給するための上記蒸発装置の一部の一実施形態の断面図が示してある。この蒸発装置によって材料が流動化されて、螺旋状構造に移送される。第１の容器１５０には第１の材料２６０（粒子状または細かく分割された粉末の形態の金属であり、均一なサイズであることが望ましい）が収容されており、その第１の材料は供給路１６０の螺旋状構造１８０に供給される。螺旋状構造１８０は第１の容器１５０の内部を貫通しており、上記マニホールド（わかり易いように図示せず）の中へと通じている。螺旋状構造１８０の少なくとも一部がモータ１９０によって回転され、第１の材料が供給路１６０に沿って、制御された体積速度または圧力で蒸発ゾーンに移送される。第１の材料は蒸発ゾーンで蒸発した後、第２の蒸発した材料と混合され、基板に供給されて堆積し、層を形成する。供給路１６０、したがって供給路１６０内の第１の材料は、その材料の望ましい蒸発温度よりも低い温度に維持される。第１の材料２６０が螺旋状構造１８０へ移動しやすくするため、撹拌装置（an agitating device）（例えば圧電構造２３０または電気機械式バイブレータ）を用いて第１の材料２６０を撹拌することによって流動化する。このように流動化した材料は、重力による供給によって螺旋状構造１８０へとより容易に移動する。
【００２９】
追加の第１の材料を収容するための任意の第３の容器１７０を追加すると、いくつかの利点が得られる。Ｌｏｎｇらによる米国特許出願第１０／９４５，９４１号および米国特許出願第１０／９４５，９４０号にＬｏｎｇらが記載しているように、大量の第１の材料２００を装置に装填して、より長時間にわたって装置を連続的に動作させることが可能となる。また、第３の容器１７０は、第１の容器１５０の動作に影響を与えることなく再充填されるように構成されているので、さらに長時間にわたって装置を連続的に動作させることが可能となる。第１の材料２００は、例えばスクリーン２１０および２２０によって第３の容器１７０の中に保持される。スクリーンのメッシュのサイズは、粉末状材料が自由に流れるのを阻止するが、制御された流れが可能になるように選択する。スクリーン２１０および２２０は、測定された量の第１の材料を供給して、ある量の粉末がスクリーンを通過するように起動される撹拌装置（図示せず）によって接触させることにより、第３の容器１７０から第１の容器１５０に移動させる機構とすることもできる。そういった撹拌装置としては、スクリーンを振動させる装置や、スクリーン２１０および２２０を選択的に撹拌できるようにするためにスクリーンの真上または真下に位置する移動可能なアームが挙げられる。撹拌装置（例えば圧電構造２４０）は、第１の容器１５０への供給路に有機材料が蓄積しないようにする。図５の供給装置１４５は、第２の容器１５５、第４の容器１７５、供給路１６５、モータ１３５を備えて同様に動作し、第２の材料を計量する。
【００３０】
ここで図７を参照すると、本発明に従って粉末を供給して蒸発させるための上記装置の一部の一実施形態のさらに詳細な断面図が示してある。螺旋状構造１８０が第１の有機材料の粉末を供給路１６０に沿ってマニホールド１２０および加熱素子２７０へと移送する。加熱素子２７０は、例えば加熱されたスクリーンであり、Ｌｏｎｇらによって以前に詳細に記載されている。マニホールド１２０は、加熱素子２７０に隣接する供給路１６０の領域として定義される蒸発ゾーンを備えている。第１の材料粉末の薄い断面が、接触および熱伝導によって、加熱素子２７０の温度である、速度に依存した望ましい蒸発温度まで加熱され、それによって第１の材料粉末の薄い断面が蒸発する。同様に、図５の供給装置１４５は、第２の材料をマニホールド１２０内の第２の加熱素子まで移送する。こうしてマニホールド１２０で第２の材料が蒸発する。蒸発した第１および第２の材料はマニホールド１２０の中で混合された後、基板の表面に供給され、堆積して、層を形成する。螺旋状構造１８０の構造およびその回転速度が、第１の材料が加熱素子２７０に供給される速度を制御する。これにより蒸発速度は制御されて直線的になるため、第１の材料が蒸気の状態でマニホールドから出ていく速度も直線的になる。したがって第１の材料を螺旋状構造および蒸発ゾーンに供給する速度が、蒸発した第１の材料を所望の表面に堆積させる速度を制御する。図５のように、このような構造を２つ用いる場合、第１および第２の材料をそれぞれの螺旋状構造とそれぞれの蒸発ゾーンに供給する相対的供給速度が、マニホールド内の第１および第２の材料の相対的部分圧を制御し、したがってその相対的堆積速度と、堆積された層内の濃度を制御する。
【００３１】
また、基部２８０が含まれる。基部２８０は放熱構造であり、加熱素子２７０からの熱の大半が供給路１６０の長さを縦断するのを妨げ、能動的に冷却して、材料をその蒸発温度よりも低くすることができる。これは加熱素子２７０が材料をその蒸発温度よりも高く加熱するからである。基部２８０用の放熱手段は、Ｌｏｎｇらによって米国特許出願第１０／７８４，５８５号に記載されている。このようにして発生される急峻な熱勾配により、蒸発している材料に隣接している部分以外のすべての部分が高温から保護される。このことは、第１の材料が低溶融金属（例えばリチウム）である場合、または第２の材料が有機材料である場合には特に重要である。蒸発した材料は加熱素子２７０を迅速に通過し、加熱されたマニホールド１２０に入ることができる。
【００３２】
ここで図８を参照すると、本発明に従って使用される装置の別の実施形態の断面図が示されている。蒸発装置１０５は、金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する装置である。蒸発装置１０５は上記蒸発装置１０に類似するが、蒸発した材料がマニホールド６３内に供給可能になるように配設された単一の加熱素子４３のみを備えている。マニホールド６３は、蒸発した材料が供給可能になり基板表面に層を形成するように配設されている。材料２３は金属および非金属材料の両方を含む。材料２３は、例えば、粉末状の第１の材料および粉末状の第２の材料を含むことができ、これら材料は上記のように、所望の比率で事前に混合されたものである。材料２３（金属を含んでいる）は、例えばピストン５０によって計量されて、制御された速度で加熱素子４３に供給される。加熱素子４３は金属を含んだ材料を蒸発させるのに十分な温度を有しており、これにより、蒸発した材料がマニホールド６３に供給された後、開口部９０を介して基板表面に堆積される。堆積した蒸気が、金属を含んだ層を基板表面に形成する。
【００３３】
材料２３は第１の領域３０において能動的に冷却されて、装置の一部においてその材料の蒸発温度よりも低く保持される。第２の領域３５の加熱素子４３が材料２３の薄い断面をその蒸発温度よりも高く加熱し、これにより、材料２３の薄い断面が蒸発する。第２の領域３５の温度は、材料２３の成分の各々が同時に蒸発するように、金属を含んだ成分の各々の蒸発温度よりも高くなるように選択される。このようにして、Ｌｏｎｇらが米国特許出願第１０／９４５，９４０号および米国特許出願第１１／１３４，６５４号に開示しているように、第１の領域３０と第２の領域３５との間には急峻な温度勾配が存在する。この温度勾配は約５００℃／ｍｍである。この勾配があることで、直ぐに蒸発する材料以外の材料が高温から保護され、材料２３の塊が、分解速度の低い温度で維持される。
【００３４】
ここで図９を参照するとともに、図２も参照すると、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させて層を形成する本発明の方法の一実施形態を示すブロック図が示されている。第１の材料は金属を含み、第２の材料は非金属である。開始時（ステップ３００）では、マニホールド内の蒸発した材料を基板表面に供給するように配設された混合マニホールド６０が提供される（ステップ３１０）。第１の材料１５を蒸発させる第１の加熱素子２５と第２の材料２０を蒸発させる第２の加熱素子４０とが提供される（ステップ３２０および３３０）。これら加熱素子は、蒸発した第１の材料１５および第２の材料２０が、混合マニホールド６０内に供給可能であるように配設されている。第１の材料１５は、制御された速度で計量されて第１の加熱素子２５に供給され（ステップ３４０）、金属を含んだ蒸発した材料は、混合マニホールド６０に供給される（ステップ３６０）。これと同時に、第２の材料２０は、制御された速度で計量されて第２の加熱素子４０に供給され（ステップ３５０）、蒸発した材料は混合マニホールド６０に供給され（ステップ３７０）、ここでは、蒸発した第１および第２の材料が混合される（ステップ３８０）。この後、蒸発した材料はＯＬＥＤ基板８５の表面に堆積されて（ステップ３９０）金属を含んだ層を形成した後、プロセスが終了する（ステップ３９５）。
【００３５】
この基本的な方法に変化を加えることも可能である。一例では、例えば第１の領域３０内の第２の材料２０がその蒸発温度よりも低くなるよう、材料の少なくとも１つを能動的に冷却するために、ステップ３５０の直前に１つのステップを含むことができる。別の例では、ステップ３１０、３２０、３４０、３６０、および３９０は、金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する一方法において図８の蒸発装置１０５と一緒に用いられる。
【００３６】
ここで図１０を参照すると、一部が本発明に従って製造される発光ＯＬＥＤデバイス４１０の画素の断面が示してある。このＯＬＥＤデバイス４１０は、少なくとも、基板４２０と、カソード４９０と、カソード４９０から離間されたアノード４３０と、電子輸送層４５５と、発光層４５０とを備えている。このＯＬＥＤデバイスは、正孔注入層４３５と、正孔輸送層４４０と、電子注入層４６０とを備えることもできる。正孔注入層４３５と、正孔輸送層４４０と、発光層４５０と、電子輸送層４５５と、電子注入層４６０は、アノード４３０とカソード４９０との間に配設された一連の有機層４７０を含む。電子輸送層４５５は本発明の方法によって堆積させることが最も望ましい有機材料層の一例である。これらの成分についてさらに詳しく説明する。
【００３７】
基板４２０は、有機の固体または無機の固体であるか、あるいは有機の固体と無機の固体とを含む。基板４２０は剛性または可撓性であり、個別の部材（例えばシートやウエハ）として、または連続したロールとして加工される。典型的な基板材料としては、ガラス、プラスチック、金属、セラミック、半導体、金属酸化物、酸化物半導体、窒化物半導体、ならびにこれらの組み合わせがある。基板４２０は、複数の材料が均一に混合したもの、複数の材料の複合体、または多層材料である。基板４２０は、ＯＬＥＤデバイスを作製するのに一般的に使用されているＯＬＥＤ基板（例えばアクティブ−マトリックス用の低温ポリシリコンまたはアモルファス−シリコンのＴＦＴ基板）である。基板４２０は、どの方向に発光させたいかに応じ、透過性または不透明にすることができる。光透過特性は、基板を通してＥＬ光を見る上で望ましい。このような場合には透明なガラスまたはプラスチックが一般に用いられる。ＥＬ光を上部電極を通して見るような用途では、底部支持体の透過特性は重要でないため、底部支持体は、光透過性、光吸収性、または光反射性である。この場合に用いる基板としては、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミック、回路基板材料、あるいはＯＬＥＤデバイス（パッシブ・マトリックス・デバイスでもアクティブ・マトリックス・デバイスでもよい）を形成するのに一般に用いられている他の任意の材料が挙げられるが、これに限定するものではない。
【００３８】
１つの電極が基板４２０上に形成され、それがアノード４３０として構成されるのが最も一般的である。ＥＬ光を、基板４２０を通して見る場合、アノード４３０は、対象とする光に対して透明であるか、実質的に透明である必要がある。本発明で有用な透明なアノード用の一般的な材料は、インジウム−スズ酸化物と酸化スズであるが、他の金属酸化物、例えばアルミニウムをドープした酸化亜鉛、インジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウム−インジウム酸化物、およびニッケル−タングステン酸化物も可能であるが、これらに限定されるものではない。これら酸化物に加え、金属窒化物（例えば窒化ガリウム）、金属セレン化物（例えばセレン化亜鉛）、金属硫化物（例えば硫化亜鉛）をアノード用材料として用いることができる。ＥＬ光を上部電極を通して見るような用途では、アノード用材料の透光特性は重要ではなく、あらゆる導電性材料（透明なもの、不透明なもの、反射性のもの）を使用することができる。この用途のための例示的な導電性材料としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金などがあるが、これらに限定されるものではない。好ましいアノード用材料は、透光性であろうとそうでなかろうと、仕事関数が４．１ｅＶ以上である。望ましいアノード用材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的プロセス）で堆積させることができる。アノード用材料は、よく知られているフォトリソグラフィ法を利用してパターニングすることができる。
【００３９】
必ずしも必要なわけではないが、有機発光ディスプレイでは、多くの場合、正孔注入層４３５をアノード４３０の上に形成することが有用である。正孔注入材料は、その後に形成する有機層の膜形成特性を改善することと、正孔輸送層に正孔を容易に注入することに役立つ。正孔注入層４３５で使用するのに適した材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されているポルフィリン化合物、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されているプラズマ堆積させたフルオロカーボン・ポリマ、無機酸化物（例えばバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯｘ））などがある。有機ＥＬデバイスで有用であることが報告されている別の正孔注入材料は、欧州特許０，８９１，１２１Ａ１号および１，０２９，９０９Ａ１号に記載されている。
【００４０】
必ずしも必要なわけではないが、多くの場合、正孔輸送層４４０をアノード４３０の上に形成して配置することが有用である。望ましい正孔輸送材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、熱転写、レーザによるドナー材料からの熱転写）で堆積させることができる。正孔輸送層４４０に有用な正孔輸送材料は周知であり、例えば、芳香族第三級アミンなどの化合物がある。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも１つは芳香族環のメンバである）だけに結合する少なくとも１つの３価の窒素原子を含んでいる化合物であることを理解されたい。芳香族第三級アミンの一形態は、アリールアミン（例えばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、ポリマ・アリールアミン）である。例示的なモノマ・トリアリールアミン類は、Ｋｌｕｐｆｅｌらによって米国特許第３，１８０，７３０号に示されている。１個以上のビニル基で置換された他の適切なトリアリールアミン類、および少なくとも１つの活性な水素含有基を含む他の適切なトリアリールアミン類は、Ｂｒａｎｔｌｅｙらによって米国特許第３，５６７，４５０号および第３，６５８，５２０号に開示されている。
【００４１】
芳香族第三級アミン類のより好ましいクラスは、米国特許第４，７２０，４３２号および第５，０６１，５６９号に記載されている少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。このような化合物としては、構造式Ａで表わされるものがある。
【００４２】
【化１】
上式中、Ｑ１およびＱ２は独立して、芳香族第三級アミン部分の中から選択され、Ｇは、結合基（例えば、炭素−炭素結合のアリーレン基、シクロアルキレン基、アルキレン基など）である。
【００４３】
一実施形態では、Ｑ１およびＱ２の少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。Ｇがアリール基である場合、Ｑ１およびＱ２の少なくとも一方は、フェニレン部分、ビフェニレン部分、ナフタレン部分であることが好ましい。
【００４４】
構造式Ａを満たすとともに２つのトリアリールアミン部分を含むトリアリールアミン類の有用な１つのクラスは、構造式Ｂで表わされる。
【００４５】
【化２】
上式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、アリール基、アルキル基のいずれかを表わすか、Ｒ１およびＲ２は合わさって、シクロアルキル基を完成させる原子を表わし、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立してアリール基を表わし、そのアリール基は、構造式Ｃに示したように、ジアリール置換されたアミノ基によって置換されている。
【００４６】
【化３】
上式中、Ｒ５とおよびＲ６は独立して、アリール基の中から選択される。一実施形態では、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。
【００４７】
芳香族第三級アミン類の別のクラスは、テトラアリールジアミン類である。望ましいテトラアリールジアミン類として、構造式Ｃに示したように、アリーレン基を通じて結合した２つのジアリールアミノ基が挙げられる。有用なテトラアリールジアミン類としては、構造式Ｄで表わされるものがある。
【００４８】
【化４】
上式中、それぞれのＡｒｅは独立して、アリーレン基（例えばフェニレン部分またはアントラセン部分）の中から選択され、ｎは１〜４の整数であり、Ａｒ、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は独立して、アリール基の中から選択される。
【００４９】
典型的な一実施形態では、Ａｒ、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９のうちの少なくとも１つは多環縮合環構造（例えばナフタレン）である。
【００５０】
上記の構造式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの種々のアルキル部分、アルキレン部分、アリール部分、アリーレン部分は、それぞれ、置換されていてもよい。典型的な置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン（例えばフッ化物、塩化物、臭化物）などがある。さまざまなアルキル部分とアルキレン部分は、一般に、１〜約６個の炭素原子を含んでいる。シクロアルキル部分は、３〜約１０個の炭素原子を含むことができるが、一般には５個、または６個、または７個の炭素原子を含んでいる（例えばシクロペンチル環構造、シクロヘキシル環構造、シクロヘプチル環構造）。アリール部分とアリーレン部分は、通常は、フェニル部分とフェニレン部分である。
【００５１】
ＯＬＥＤデバイスにおける正孔輸送層は、単一の芳香族第三級アミン化合物、または芳香族第三級アミン化合物の混合物から形成することができる。具体的には、トリアリールアミン（例えば構造式Ｂを満たすトリアリールアミン）をテトラアリールジアミン（例えば構造式Ｄに示したもの）と組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合には、テトラアリールジアミンは、トリアリールアミンと電子注入・輸送層の間に配置された層として位置決めされる。
【００５２】
有用な正孔輸送材料の別のクラスとして、欧州特許第１，００９，０４１号に記載されている多環式芳香族化合物がある。さらに、ポリマ正孔輸送材料を使用することができる。それは、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、ポリチオフェン類、ポリピロール、ポリアニリン、コポリマ（例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれる））などである。
【００５３】
発光層４５０は、正孔−電子再結合に応答して光を出す。発光層４５０は、一般に正孔輸送層４４０の上に堆積される。所望の有機発光材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、放射線によるドナー材料からの熱転写）で堆積させることができる。有用な有機発光材料は周知である。米国特許第４，７６９，２９２号および第５，９３５，７２１号により詳しく記載されているように、有機ＥＬ素子の発光層は、発光材料または蛍光材料を含んでおり、この領域で電子−正孔対の再結合が起こる結果としてエレクトロルミネッセンスが生じる。発光層は単一の材料で構成されるが、より一般的には、ゲスト化合物（すなわちドーパント）をドープしたホスト材料を含んでいる。後者の場合、光は主としてドーパントから発生する。ドーパントは、特定のスペクトルを持つ色の光が出るように選択する。発光層内のホスト材料は、以下に示す電子輸送材料、または上記の正孔輸送材料、または正孔−電子再結合を支援する別の材料である。ドーパントは通常、強い蛍光を出す染料の中から選択されるが、リン光化合物（例えばＷＯ９８／５５５６１、ＷＯ００／１８８５１、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５に記載されている遷移金属錯体）も有用である。ドーパントは、一般に、０．０１〜１０重量％の割合でホスト材料に組み込まれる。この明細書に記載した装置と方法を用いて、複数の蒸発源を必要とせずに多成分ゲスト／ホスト層をコーティングする。
【００５４】
有用であることが知られているホスト分子および発光分子としては、米国特許第４，７６８，２９２号、第５，１４１，６７１号、第５，１５０，００６号、第５，１５１，６２９号、第５，２９４，８７０号、第５，４０５，７０９号、第５，４８４，９２２号、第５，５９３，７８８号、第５，６４５，９４８号、第５，６８３，８２３号、第５，７５５，９９９号、第５，９２８，８０２号、第５，９３５，７２０号、第５，９３５，７２１号、第６，０２０，０７８号に開示されているものがあるが、これに限定するものではない。
【００５５】
８−ヒドロキシキノリンおよび同様の誘導体の金属錯体（構造式Ｅ）は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の１つのクラスを形成し、波長が５００ｎｍよりも長い光（例えば緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。
【００５６】
【化５】
上式中、Ｍは金属を表わし、ｎは１〜３の整数であり、Ｚは各々独立して、少なくとも２つの縮合芳香族環を有する核を完成させる原子を表わす。
【００５７】
以上の説明から、金属は、一価、二価、三価の金属が可能であることが明らかである。金属としては、例えばアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウムなど）、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウムなど）、土類金属（ホウ素、アルミニウムなど）が可能である。一般に、キレート化金属として有用であることが知られている任意の一価、二価、三価の金属を使用することができる。
【００５８】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香族環を持っていてそのうちの少なくとも一方はアゾール環またはアジン環である複素環の核を完成させる。必要な場合には、必要なその２つの環に追加の環（例えば脂肪族環と芳香族環の両方）を縮合させることができる。機能の向上なしに分子が大きくなることを避けるため、環の原子数は、通常は１８個以下に維持する。
【００５９】
発光層４５０のホスト材料としては、９位と１０位に炭化水素置換基または置換された炭化水素置換基を有するアントラセン誘導体が可能である。例えば９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の１つのクラスを形成し、波長が４００ｎｍよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。
【００６０】
ベンズアゾール誘導体は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の別のクラスを形成し、波長が４００ｎｍよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。有用なベンズアゾールの一例は、２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］である。
【００６１】
好ましい蛍光ドーパントとしては、ペリレンまたはその誘導体、アントラセンの誘導体、テトラセンの誘導体、キサンテンの誘導体、ルブレンの誘導体、クマリンの誘導体、ローダミンの誘導体、キナクリドンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、ジスチリルベンゼンの誘導体、ジスチリルビフェニルの誘導体、ビス（アジニル）メタンホウ素錯体化合物、およびカルボスチリル化合物などがある。
【００６２】
他の有機発光材料としては、Ｗｏｌｋらが、譲受人に譲渡された米国特許第６，１９４，１１９Ｂ１号とその中で引用している参考文献に記載しているように、ポリマ物質（例えばポリフェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ−ポリフェニレンビニレン類、ポリ−パラ−フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体）が可能である。
【００６３】
ＯＬＥＤデバイス４１０は、発光層４５０の上に配置された電子輸送層４５５を含んでいるのが好ましい。所望の電子輸送材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、熱転写、レーザによるドナー材料からの熱転写）で堆積させ、この明細書に記載した装置と方法を利用して堆積される。特に、金属でドープした電子輸送層を本発明の方法によって形成することが想定される。電子輸送層４５５で用いるのが好ましい電子輸送材料は、金属キレート化オキシノイド系化合物（オキシンそのもの（一般には８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれる）のキレートも含む）である。このような化合物は、電子の注入と輸送を容易にし、優れた性能を示すのを助け、容易に薄膜の形態にすることができる。考慮するオキシノイド系化合物の例は、すでに説明した構造式Ｅを満たす化合物である。
【００６４】
他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されている種々のブタジエン誘導体や、米国特許第４，５３９，５０７号に記載されている種々の複素環式蛍光増白剤がある。構造式Ｇを満たすベンズアゾールも、有用な電子輸送材料である。
【００６５】
他の電子輸送材料としては、ポリマ物質が可能である。これは例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ−パラ−フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類や、他の導電性ポリマ有機材料（例えば「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ｖｏｌｓ．１−４，Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ，ｅｄ．，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ（１９９７）に記載されているもの）である。
【００６６】
電子注入層４６０がカソードと電子輸送層との間に存在していてもよい。電子注入材料の例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化アルカリ塩（例えば上記のＬｉＦ）や、アルカリ金属またはアルカリ土類金属をドープした有機層がある。
【００６７】
カソード４９０は電子輸送層４５５の上に形成される。アノード４３０を通して発光する場合、カソード材料は、ほぼ任意の導電性材料から構成される。好ましい材料は効果的な膜形成特性を有するため、下にある有機層との接触がよくなり、低電圧で電子注入が促進され、優れた安定性が得られる。有用なカソード材料は多くの場合、仕事関数が低い（３．０ｅＶ未満）金属または合金を含んでいる。好ましい１つのカソード材料は、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されているように、銀が１〜２０％の割合で含まれたＭｇ：Ａｇ合金を含む。適切なカソード材料の別のクラスとしては、仕事関数が低い金属または金属塩の薄い層の上に導電性金属の厚い層を被せた二層がある。このような１つのカソードは、米国特許第５，６７７，５７２号に記載されているように、ＬｉＦの薄い層と、その上に載るより厚いＡｌ層を含む。他の有用なカソード材料としては、米国特許第５，０５９，８６１号、第５，０５９，８６２号、第６，１４０，７６３号に記載されているものがあるが、これらに限定されない。
【００６８】
カソード４９０を通して発光を見る場合、カソードは、透明であるか、ほぼ透明である必要がある。このような用途のためには、金属が薄いか、透明な導電性酸化物を使用するか、これらの材料を含む必要がある。光学的に透明なカソードは、米国特許第５，７７６，６２３号により詳細に記載されている。カソード材料は、蒸着、スパッタリング、化学蒸着によって堆積させる。必要な場合、よく知られた多数の方法でパターニングすることができる。方法としては、限定するものではないが、例えば、スルー・マスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号と欧州特許第０，７３２，８６８号に記載されている一体化シャドウ・マスキング（integral shadow masking）、レーザ除去（laser ablation）、選択的化学蒸着などがある。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】先行技術の蒸発装置を示す断面図である。
【図２】第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して堆積させて基板表面に層を形成するために、本発明に従って用いられる装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に従って用いられる装置を示す断面図であり、基板を封入する蒸着チャンバをさらに備えている。
【図４】材料を蒸発させるための図２の装置の一部の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して堆積させて基板表面に層を形成するために、本発明に従って用いられる装置の別の実施形態を示す三次元図である。
【図６】本発明に従って粉末状材料を供給するための図５の装置の一部の一実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に従って粉末を供給して蒸発させる上記装置の一部の一実施形態をさらに詳細に示す断面図である。
【図８】金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成するための本発明に従って用いられる装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の方法の一実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明に従って一部が作製されるＯＬＥＤデバイス構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
４ 蒸発装置、５ 基板、６ 蒸発源、７ 蒸発源、８ 蒸発源、９ 蒸気気柱、１０ 蒸発装置、１５ 第１の材料、２０ 第２の材料、２３ 材料、２５ 第１の加熱素子、２７ 第１の加熱素子、３０ 第１の領域、３５ 第２の領域、４０ 第２の加熱素子、４３ 加熱素子、４５ 供給構造、５０ ピストン、５５ 計量構造、６０ 混合マニホールド、６３ マニホールド、６５ チャンバ、６７ 基部ブロック、６９ 制御通路、７０ シールド、７５ 装着用ロック装置、８０ 蒸着チャンバ、８５ ＯＬＥＤ基板、８７ 第１の材料蒸気、９０ 開口部、９３ シール、９５ 並進移動装置、１００ 真空源、１０５ 蒸発装置、１１０ 蒸発装置、１２０ マニホールド、１３０ 開口部、１３５ モータ、１４０ 供給装置、１４５ 供給装置、１５０ 第１の容器、１５５ 第２の容器、１６０ 供給路、１６５ 供給路、１７０ 第３の容器、１７５ 第４の容器、１８０ 螺旋状構造、１９０ モータ、２００ 第１の材料、２１０ スクリーン、２２０ スクリーン、２３０ 圧電構造、２４０ 圧電構造、２６０ 第１の材料、２７０ 加熱素子、２８０ 基部、３００ ステップ、３１０ ステップ、３２０ ステップ、３３０ ステップ、３４０ ステップ、３５０ ステップ、３６０ ステップ、３７０ ステップ、３８０ ステップ、３９０ ステップ、３９５ ステップ、４１０ ＯＬＥＤデバイス、４２０ 基板、４３０ アノード、４３５ 正孔注入層、４４０ 正孔輸送層、４５０ 発光層、４５５ 電子輸送層、４６０ 電子注入層、４７０ 有機層、４９０ カソード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理蒸着の分野に関し、さらに具体的には、金属および非金属材料を蒸気から共蒸着（co-deposition）させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）は、基板と、アノードと、有機化合物を含む正孔輸送層と、適切なドーパントを含む有機発光層と、有機電子輸送層と、カソードとを備えている。ＯＬＥＤデバイスが魅力的なのは、駆動電圧が低く、高輝度で、視角が広く、フルカラーのフラット発光ディスプレイが可能だからである。Ｔａｎｇらは、この多層ＯＬＥＤデバイスを米国特許第４，７６９，２９２号および第４，８８５，２１１号に記載している。
【０００３】
真空環境中での物理的気相蒸着は、小分子ＯＬＥＤデバイスで用いられているような有機材料の薄膜を堆積させる主要な方法である。このような方法はよく知られており、例えばＢａｒｒの米国特許第２，４４７，７８９号とＴａｎａｂｅらの欧州特許第０，９８２，４１１号に記載されている。有機材料は、速度依存性の好ましい蒸発温度またはそれに近い温度に長時間にわたって維持したとき、分解することが多い。感受性のある有機材料をより高温にすると、分子構造が変化し、それに伴って材料の性質が変化するおそれがある。
【０００４】
米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９号には、Ｂｏｒｏｓｏｎらが低仕事関数金属でドープした有機層を記載している。例えば、１．２体積％のリチウムを含んだトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）の層は、有用な特性を有する。このような層は、加熱された２つのボート源（Ａｌｑとリチウムに１つずつ）を備えたコーティング・ステーションにて基板に真空蒸着させたものである。
【０００５】
しかし、別個の蒸発源を使用すると、堆積される膜に勾配効果が生じることがある。この場合、移動している基板に最も近い蒸発源内の材料がその基板に直接接する最初の膜において過剰になるが、これは最後の蒸発源内の材料が、最終的な膜表面において過剰になるためである。この勾配性の共堆積は、単一の材料が複数ある蒸発源のそれぞれから蒸発する従来の蒸発源では不可避である。図１はそういった先行技術の蒸発装置４の断面図を示している。この蒸発装置４は、有機材料を蒸発させるために個別の３つの蒸発源６、７、および８を備えている。異なる蒸発源からの材料の蒸気気柱（vapor plume）９は均一であることが好ましいが、実際には端から端へと組成が変化するため、基板５のコーティングが不均一になる。
【０００６】
従来の蒸発源のさらに別の制約は、装填した材料が消費されるにつれて蒸気用マニホールドの形状が変化することにある。この変化があるために、一定の蒸発速度を維持するためにヒータの温度を変化させる必要がある。しかし、オリフィスから出てくる蒸気の気柱形状は、蒸発源内部における材料の厚さおよび分布の関数として変化することが観察されている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，７６９，２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８８５，２１１号明細書
【特許文献３】米国特許第２，４４７，７８９号明細書
【特許文献４】欧州特許第０，９８２，４１１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００４／０１３５７４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、単一の蒸発源により金属および非金属材料を均一に堆積させて基板に層を形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより、第１の材料が金属を含み第２の材料が非金属である層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面に供給可能になるように配設された混合マニホールドを提供すること；
ｂ）第１および第２の材料を別個に蒸発させるように、蒸発した材料が混合マニホールド内に供給可能になるように配設された第１および第２の加熱素子を提供すること；および、
ｃ）制御された速度で第１および第２の材料を計量して（metering）第１および第２の加熱素子それぞれに供給して、金属を含んだ蒸発した材料を混合マニホールドに供給し、そこで第１および第２の材料を混合した後、基板表面に堆積させて金属を含んだ層を形成することを含む方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の１つの利点は、蒸発速度と分解温度閾値が異なる複数の材料を、同じ蒸発源において同時に昇華させられることである。特に有利であるのは、材料の１つが金属であり、別の材料が有機物である場合である。
【００１１】
本発明のさらに別の利点は、材料の計量速度（metering rate）を制御することによって、蒸発速度および蒸気組成の制御を直線的にできることである。
【００１２】
本発明のさらに別の利点は、基板がコーティング中でない場合に、材料の計量速度を制御し、蒸着チャンバ壁の汚染を最小にし、かつ材料を節約することによって、蒸発を迅速に停止させて再開させ、安定した蒸発速度を迅速に達成できることである。
【００１３】
本発明のさらに別の利点は、本発明の装置により、先行技術の装置よりも材料の分解を実質的に少なくして実質的に高い蒸発速度が実現されることである。さらに、蒸発源の材料が消費されるにつれてヒータ温度を変える必要がない。
【００１４】
本発明のさらに別の利点は、蒸発源をどのような配向にもできることである。これは従来の装置では不可能なことが多い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ここで図２を参照すると、本発明に従って使用される装置の一実施形態の断面図が示されている。蒸発装置１０は、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより層を形成する装置である。第１の材料は金属を含む。第２の材料は非金属であり、特に、有機材料または有機材料の混合物を含む。蒸発装置１０は、蒸発した材料が基板表面上に供給可能になるように配設された混合マニホールド６０を備えている。すなわち、基板８５は、開口部９０から混合マニホールド６０を出て行く蒸発した材料が基板８５の一表面に層を形成するように、混合マニホールド６０に関連した位置に置かれる。第１の加熱素子２５および第２の加熱素子４０は、第１の材料１５および第２の材料２０をそれぞれ蒸発させる。加熱素子は、蒸発した第１および第２の材料が混合マニホールド６０内に供給されるように配設されている。例えば一実施形態では、加熱素子は加熱されたスクリーンを混合マニホールド６０の開口部に備える。
【００１６】
第１の材料１５は、金属、好ましくは、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性または還元性金属を含む。本発明に有用な金属には、Ａｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む。いくつかの実施形態では、図２に示したように、第１の材料１５は細長状部材（例えば、ワイヤ、（rod）、棒（bar））である。以下に記載の他の実施形態では、第１の材料１５は粉末状または粒状である。第１の材料１５は、計量構造５５によって制御された速度で計量されて第１の加熱素子２５に供給される。ワイヤの場合、図２に示すように、計量構造５５は例えばローラであり、このローラは第１の材料１５を制御された一定の速度で動かし、第１の加熱素子２５と接触させた状態で細長状部材を維持する。第１の材料１５は第１の加熱素子２５によって蒸発され、金属を含んだ蒸発した第１の材料が、混合マニホールド６０内に供給される。
【００１７】
第２の材料２０は、圧縮もしくは事前に凝縮された固体、または粉末である。第２の材料２０は有機材料であるのが好ましい。第２の材料２０は単一の成分を含んでもよいし、２種以上の有機成分（各々異なる蒸発温度を有する）を含んでもよい。第２の材料２０は、制御された速度で計量されて第２の加熱素子４０に供給される。第２の材料２０用の計量構造の一例は、第２の材料２０を受け取るチャンバ６５とピストン５０とを備える。チャンバ６５とピストン５０は、第２の材料２０をチャンバ６５内で上昇させるために力制御式駆動機構（a force-controlled drive mechanism）により制御される。第２の材料２０は第２の加熱素子４０によって蒸発されて、蒸発した第２の材料が混合マニホールド６０内に供給される。第１および第２の蒸発した材料は混合マニホールド６０内で混合された後、基板８５の表面に堆積されて、第１の材料１５の金属を含んだ層を形成する。
【００１８】
蒸発装置１０は、材料の少なくとも１つをその蒸発温度よりも低くなるように装置の一部において能動的に冷却するための複数の手段を含むこともできる。例えば、蒸発装置１０は温度制御のために、第１の領域３０および第２の領域３５を備えることができる。第１の領域３０は基部ブロック６７を含み、これは加熱用基部ブロックまたは冷却用基部ブロック、あるいはこの両方であり、加熱用または冷却用流体を供給する制御通路６９を含むことができる。制御通路６９が基部ブロック６７を貫通していることにより、温度制御用流体（すなわち、第１の領域３０から熱を吸収するか、第１の領域３０に熱を供給するようになされた流体）が流れる。この流体はガス、液体、または混合相である。蒸発装置１０は制御通路６９に流体を圧送する手段を備える。圧送装置は当業者には周知である。第２の領域３５は、混合マニホールド６０と第２の加熱素子４０によって境界が定められた領域を含む。第２の加熱素子４０は混合マニホールド６０の一部である。第２の材料２０はその蒸発温度よりも低く維持するために第１の領域３０内で能動的に冷却される。第２の領域３５の第２の加熱素子４０は、第２の材料２０の薄い断面をその蒸発温度より高く加熱し、これにより第２の材料２０の薄い断面が蒸発する。第２の材料２０が２種以上の有機成分を含んでいる場合、第２の加熱領域３５の温度をそれぞれの成分の蒸発温度よりも高くなるように選択して、第２の材料２０の成分の各々を同時に蒸発させる。このようにして、第１の領域３０と第２の領域３５との間には約２００℃／ｍｍという急峻な温度勾配が発生する。この勾配により、直ちに蒸発する材料以外のどの材料も高温になることはなく、第２の材料２０の塊は、分解速度の低い温度で維持される。蒸発温度とは、混合マニホールド６０に存在する圧力で、基板に材料を堆積させるのに好ましい速度で材料が蒸発するときの温度を意味する。蒸発温度は種々の様式で決定される。Ｌｏｎｇらが米国特許公開第２００５／０１８６３４０号に記載しているように、蒸発速度は蒸気圧力に比例するので、所望の蒸発速度のためには、所望の蒸発速度に対応する所要の加熱温度が決定される。蒸発装置１０は、対向するターゲット基板へ放射される熱を低減するために、加熱された混合マニホールド６０に隣接して配置された１つ以上のシールド７０を含んでもよい。熱シールド７０は、シールドから熱を逃がすために、基部ブロック６７に熱的に連結されている。シールド７０の上部部分は、それらの比較的冷たい表面に蒸気が凝縮するのを最小にするために、開口部の平面よりも下に位置するように設計されている。
【００１９】
本発明の装置および方法は、Ｌｏｎｇらが米国特許公開第２００５／０１８６３４０号に記載しているように、有機材料の顕著な分解を引き起こすことなく、高い蒸発速度を実現できる。しかしながら、蒸発装置１０は金属を共蒸着することもでき、ここでは別個に蒸発した材料（金属および有機材料）が混合マニホールド６０内で混合され、基板８５の表面に一緒に堆積されて層を形成する。第２の領域３５における蒸発速度が一定で、蒸発する第１の材料１５および第２の材料２０の体積が一定であれば、一定の形状を有する気柱が確立されて維持される。本明細書では、気柱（plume）とは蒸発装置１０を出て行く蒸気の雲として定義される。共蒸発された金属および有機材料を含むような層は、有用であることがわかっている。例えば、Ｂｏｒｏｓｏｎらは米国特許公開第２００４／０１３５７４９号において、共蒸発させた１．２％リチウム金属を有するトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ）の電子輸送層は、寿命が延長されたより低電圧のＯＬＥＤデバイスを提供できることを開示している。この実施形態では、第１の材料１５はリチウム金属であり、第２の材料２０はＡｌｑである。こういった層の別の使用例として、Ｈａｔｗａｒらが米国特許出願シリアル番号第１１／２１７，０２６号に教示しているように、例えば、タンデム形ＯＬＥＤデバイスの中間コネクタにおけるｎ型ドープした有機層がある。
【００２０】
蒸発が続くと圧力が発生し、蒸気流がマニホールド６０から一連の開口部９０を通して出て行く。マニホールドの長さ方向のコンダクタンスは、Ｇｒａｃｅらにより米国特許公開第２００４／０１４４３２１号に記載されているように、開口部のコンダクタンスの和よりも大まかに２桁大きくなるように設計されている。このコンダクタンス比によってマニホールド６０内部の圧力が一定になりやすくなるため、蒸発速度が局所的に一様でない可能性があるにもかかわらず、蒸発源の長さ方向に沿って分布している開口部９０を通る流れの不均一性が抑制される。
【００２１】
材料の僅かの部分（第２の領域３５にある部分）だけが速度依存性蒸発温度まで加熱されるので、その材料の塊は蒸発温度よりもはるかに低い温度に維持されるものの、第２の加熱領域３５での加熱を中断する（例えばピストン５０および計量構造５５の運動を止める）ことによって蒸発を中断することが可能である。これは基板表面が被覆されていない場合に実行され、材料を保護し、関連するあらゆる装置（蒸着チャンバの壁など）の汚染を低減する。これについては以下で説明する。
【００２２】
第２の加熱素子４０は粉末材料または圧縮した材料が加熱素子４０を自由に通過することを妨げる細かいメッシュスクリーンであるので、蒸発装置１０はどの向きでも使用される。例えば、蒸発装置１０はその下に位置する基板を被覆するために、図２に示したものに対して１８０°に配向される。
【００２３】
実際には、蒸発装置１０は以下のように使用される。ある量の第１の材料を供給構造４５に供給する。ある量の、１種以上の成分を含むことのできる第２の材料２０を蒸発装置１０のチャンバ６５に供給する。第１の領域３０において、第２の材料２０を、その有機成分の各々の蒸発温度より低く能動的に維持する。第１の加熱素子２５を第１の材料１５の蒸発温度よりも高い温度に加熱する。第２の加熱素子４０を第２の材料２０またはその成分各々の蒸発温度よりも高い温度に加熱する。第１の材料１５および第２の材料２０をそれぞれ、制御された速度で計量する。これにより、それらの材料は蒸発し、混合マニホールド６０内で混合され、基板表面に堆積して層を形成する。第２の材料２０が複数の成分を含む場合、各成分は同時に蒸発する。
【００２４】
ここで図３を参照すると、本発明に従って用いるための基板を取り囲む蒸着チャンバをさらに備える装置の１実施形態が示してある。蒸着チャンバ８０は、蒸発装置１０から来た蒸発した材料でＯＬＥＤ基板８５を被覆することのできる閉鎖装置である。蒸着チャンバ８０は制御された状態に保持される。例えば圧力は、真空源１００によって１トル（torr）以下にされる。蒸着チャンバ８０は、被覆されていないＯＬＥＤ基板８５を装着し、被覆されたＯＬＥＤ基板８５を除去するのに使用される装着用ロック装置７５を備えている。ＯＬＥＤ基板８５は並進移動装置９５によって移動されて、蒸発した材料がＯＬＥＤ基板８５の表面全体に均一にコーティングされる。蒸発装置１０は蒸着チャンバ８０によって一部分が囲まれているように示されているが、蒸発装置１０が蒸着チャンバ８０によって完全に囲まれている構成など、他の構成も可能であることが理解されよう。
【００２５】
実際には、ＯＬＥＤ基板８５は、装着用ロック装置７５を用いて蒸着チャンバ８０の中に配置し、並進移動装置９５またはそれに付随する装置によって保持する。蒸発装置１０は上記のように動作し、並進移動装置９５は、蒸発装置１０から材料の蒸気が放出される方向に対して垂直にＯＬＥＤ基板８５を移動させるので、混合された金属材料と非金属材料の層がＯＬＥＤ基板８５の表面に形成される。
【００２６】
上記蒸発装置１０においては、第１の加熱素子２５は加熱されたスクリーンとして示されている。しかし、第１の加熱素子はこの構成に限定されるものではない。例えば、ここで図４を参照すると、第１の材料１５を蒸発させるための上記装置の一部分の別の実施形態の断面図が示されている。この実施形態では、第１の加熱素子２７は加熱されたブロックである。第１の材料１５は、第１の加熱素子２７と接触している一部が蒸発するように、上記のような制御された一定速度で計量される。この装置形状のために、第１の材料の蒸気８７は第１の加熱素子２７周囲を通過して、混合マニホールドに供給することができる。必要に応じて、シール９３が、供給構造４５から蒸気が漏出するのを防ぐことができる。
【００２７】
ここで図５を参照すると、第１および第２の別個に蒸発させた材料を混合し、基板表面に堆積させて層を形成するための本発明に従って使用される装置の、別の実施形態の三次元図が示してある。蒸発装置１１０は、供給装置１４０と供給装置１４５とが取り付けられたマニホールド１２０を備えている。供給装置１４０は、第１の容器１５０とモータ１９０によって作動される供給路１６０とを少なくとも備えている。供給装置１４５は、第１の容器１５０から離間された第２の容器１５５と、モータ１３５によって作動される供給路１６５とを少なくとも備えている。第１の容器１５０には、粉末状または粒子状の、ある量の第１の材料が供給される。第２の容器１５５には、粉末状の、ある量の第２の材料が供給される。第１および第２の材料の組成は上記のようなものである。供給装置１４０は第３の容器１７０も備えることができ、供給装置１４５は第４の容器１７５も備えることができる。第３の容器１７０は、第１の容器１５０と第１の材料に関連付けられている。第４の容器１７５は、第２の容器１５５と第２の材料に関連付けられている。明らかなように、第３の容器１７０と第４の容器１７５はそれぞれ第１および第２の材料を収容することができ、その材料をそれぞれ第１の容器１５０と第２の容器１５５に移すことができる。マニホールド１２０は１つ以上の開口部１３０を備えており、蒸発した有機材料がその開口部を通じて出て行って基板の表面に到達することができる。マニホールド１２０は水平方向に向いた基板上に層を形成できるように図示しているが、この方向に限定されるものではない。マニホールド１２０が鉛直方向を向いていて、鉛直な基板上に層を形成することもできる。マニホールド１２０は、Ｌｏｎｇらによる米国特許出願第１０／７８４，５８５号に詳細に記載されている。供給装置１４０と供給装置１４５は、マニホールド１２０の対向する側に取り付けた状態で図示してあるが、マニホールド１２０の同じ側に取り付けることや、マニホールド１２０が鉛直方向を向いている場合には、マニホールドの底部に取り付けることもできる。マニホールド１２０への供給装置１４０の取り付け方は明らかであろう。
【００２８】
ここで図６を参照すると、本発明に従って粉末状材料または粒子状材料を供給するための上記蒸発装置の一部の一実施形態の断面図が示してある。この蒸発装置によって材料が流動化されて、螺旋状構造に移送される。第１の容器１５０には第１の材料２６０（粒子状または細かく分割された粉末の形態の金属であり、均一なサイズであることが望ましい）が収容されており、その第１の材料は供給路１６０の螺旋状構造１８０に供給される。螺旋状構造１８０は第１の容器１５０の内部を貫通しており、上記マニホールド（わかり易いように図示せず）の中へと通じている。螺旋状構造１８０の少なくとも一部がモータ１９０によって回転され、第１の材料が供給路１６０に沿って、制御された体積速度または圧力で蒸発ゾーンに移送される。第１の材料は蒸発ゾーンで蒸発した後、第２の蒸発した材料と混合され、基板に供給されて堆積し、層を形成する。供給路１６０、したがって供給路１６０内の第１の材料は、その材料の望ましい蒸発温度よりも低い温度に維持される。第１の材料２６０が螺旋状構造１８０へ移動しやすくするため、撹拌装置（an agitating device）（例えば圧電構造２３０または電気機械式バイブレータ）を用いて第１の材料２６０を撹拌することによって流動化する。このように流動化した材料は、重力による供給によって螺旋状構造１８０へとより容易に移動する。
【００２９】
追加の第１の材料を収容するための任意の第３の容器１７０を追加すると、いくつかの利点が得られる。Ｌｏｎｇらによる米国特許出願第１０／９４５，９４１号および米国特許出願第１０／９４５，９４０号にＬｏｎｇらが記載しているように、大量の第１の材料２００を装置に装填して、より長時間にわたって装置を連続的に動作させることが可能となる。また、第３の容器１７０は、第１の容器１５０の動作に影響を与えることなく再充填されるように構成されているので、さらに長時間にわたって装置を連続的に動作させることが可能となる。第１の材料２００は、例えばスクリーン２１０および２２０によって第３の容器１７０の中に保持される。スクリーンのメッシュのサイズは、粉末状材料が自由に流れるのを阻止するが、制御された流れが可能になるように選択する。スクリーン２１０および２２０は、測定された量の第１の材料を供給して、ある量の粉末がスクリーンを通過するように起動される撹拌装置（図示せず）によって接触させることにより、第３の容器１７０から第１の容器１５０に移動させる機構とすることもできる。そういった撹拌装置としては、スクリーンを振動させる装置や、スクリーン２１０および２２０を選択的に撹拌できるようにするためにスクリーンの真上または真下に位置する移動可能なアームが挙げられる。撹拌装置（例えば圧電構造２４０）は、第１の容器１５０への供給路に有機材料が蓄積しないようにする。図５の供給装置１４５は、第２の容器１５５、第４の容器１７５、供給路１６５、モータ１３５を備えて同様に動作し、第２の材料を計量する。
【００３０】
ここで図７を参照すると、本発明に従って粉末を供給して蒸発させるための上記装置の一部の一実施形態のさらに詳細な断面図が示してある。螺旋状構造１８０が第１の有機材料の粉末を供給路１６０に沿ってマニホールド１２０および加熱素子２７０へと移送する。加熱素子２７０は、例えば加熱されたスクリーンであり、Ｌｏｎｇらによって以前に詳細に記載されている。マニホールド１２０は、加熱素子２７０に隣接する供給路１６０の領域として定義される蒸発ゾーンを備えている。第１の材料粉末の薄い断面が、接触および熱伝導によって、加熱素子２７０の温度である、速度に依存した望ましい蒸発温度まで加熱され、それによって第１の材料粉末の薄い断面が蒸発する。同様に、図５の供給装置１４５は、第２の材料をマニホールド１２０内の第２の加熱素子まで移送する。こうしてマニホールド１２０で第２の材料が蒸発する。蒸発した第１および第２の材料はマニホールド１２０の中で混合された後、基板の表面に供給され、堆積して、層を形成する。螺旋状構造１８０の構造およびその回転速度が、第１の材料が加熱素子２７０に供給される速度を制御する。これにより蒸発速度は制御されて直線的になるため、第１の材料が蒸気の状態でマニホールドから出ていく速度も直線的になる。したがって第１の材料を螺旋状構造および蒸発ゾーンに供給する速度が、蒸発した第１の材料を所望の表面に堆積させる速度を制御する。図５のように、このような構造を２つ用いる場合、第１および第２の材料をそれぞれの螺旋状構造とそれぞれの蒸発ゾーンに供給する相対的供給速度が、マニホールド内の第１および第２の材料の相対的部分圧を制御し、したがってその相対的堆積速度と、堆積された層内の濃度を制御する。
【００３１】
また、基部２８０が含まれる。基部２８０は放熱構造であり、加熱素子２７０からの熱の大半が供給路１６０の長さを縦断するのを妨げ、能動的に冷却して、材料をその蒸発温度よりも低くすることができる。これは加熱素子２７０が材料をその蒸発温度よりも高く加熱するからである。基部２８０用の放熱手段は、Ｌｏｎｇらによって米国特許出願第１０／７８４，５８５号に記載されている。このようにして発生される急峻な熱勾配により、蒸発している材料に隣接している部分以外のすべての部分が高温から保護される。このことは、第１の材料が低溶融金属（例えばリチウム）である場合、または第２の材料が有機材料である場合には特に重要である。蒸発した材料は加熱素子２７０を迅速に通過し、加熱されたマニホールド１２０に入ることができる。
【００３２】
ここで図８を参照すると、本発明に従って使用される装置の別の実施形態の断面図が示されている。蒸発装置１０５は、金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する装置である。蒸発装置１０５は上記蒸発装置１０に類似するが、蒸発した材料がマニホールド６３内に供給可能になるように配設された単一の加熱素子４３のみを備えている。マニホールド６３は、蒸発した材料が供給可能になり基板表面に層を形成するように配設されている。材料２３は金属および非金属材料の両方を含む。材料２３は、例えば、粉末状の第１の材料および粉末状の第２の材料を含むことができ、これら材料は上記のように、所望の比率で事前に混合されたものである。材料２３（金属を含んでいる）は、例えばピストン５０によって計量されて、制御された速度で加熱素子４３に供給される。加熱素子４３は金属を含んだ材料を蒸発させるのに十分な温度を有しており、これにより、蒸発した材料がマニホールド６３に供給された後、開口部９０を介して基板表面に堆積される。堆積した蒸気が、金属を含んだ層を基板表面に形成する。
【００３３】
材料２３は第１の領域３０において能動的に冷却されて、装置の一部においてその材料の蒸発温度よりも低く保持される。第２の領域３５の加熱素子４３が材料２３の薄い断面をその蒸発温度よりも高く加熱し、これにより、材料２３の薄い断面が蒸発する。第２の領域３５の温度は、材料２３の成分の各々が同時に蒸発するように、金属を含んだ成分の各々の蒸発温度よりも高くなるように選択される。このようにして、Ｌｏｎｇらが米国特許出願第１０／９４５，９４０号および米国特許出願第１１／１３４，６５４号に開示しているように、第１の領域３０と第２の領域３５との間には急峻な温度勾配が存在する。この温度勾配は約５００℃／ｍｍである。この勾配があることで、直ぐに蒸発する材料以外の材料が高温から保護され、材料２３の塊が、分解速度の低い温度で維持される。
【００３４】
ここで図９を参照するとともに、図２も参照すると、第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させて層を形成する本発明の方法の一実施形態を示すブロック図が示されている。第１の材料は金属を含み、第２の材料は非金属である。開始時（ステップ３００）では、マニホールド内の蒸発した材料を基板表面に供給するように配設された混合マニホールド６０が提供される（ステップ３１０）。第１の材料１５を蒸発させる第１の加熱素子２５と第２の材料２０を蒸発させる第２の加熱素子４０とが提供される（ステップ３２０および３３０）。これら加熱素子は、蒸発した第１の材料１５および第２の材料２０が、混合マニホールド６０内に供給可能であるように配設されている。第１の材料１５は、制御された速度で計量されて第１の加熱素子２５に供給され（ステップ３４０）、金属を含んだ蒸発した材料は、混合マニホールド６０に供給される（ステップ３６０）。これと同時に、第２の材料２０は、制御された速度で計量されて第２の加熱素子４０に供給され（ステップ３５０）、蒸発した材料は混合マニホールド６０に供給され（ステップ３７０）、ここでは、蒸発した第１および第２の材料が混合される（ステップ３８０）。この後、蒸発した材料はＯＬＥＤ基板８５の表面に堆積されて（ステップ３９０）金属を含んだ層を形成した後、プロセスが終了する（ステップ３９５）。
【００３５】
この基本的な方法に変化を加えることも可能である。一例では、例えば第１の領域３０内の第２の材料２０がその蒸発温度よりも低くなるよう、材料の少なくとも１つを能動的に冷却するために、ステップ３５０の直前に１つのステップを含むことができる。別の例では、ステップ３１０、３２０、３４０、３６０、および３９０は、金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する一方法において図８の蒸発装置１０５と一緒に用いられる。
【００３６】
ここで図１０を参照すると、一部が本発明に従って製造される発光ＯＬＥＤデバイス４１０の画素の断面が示してある。このＯＬＥＤデバイス４１０は、少なくとも、基板４２０と、カソード４９０と、カソード４９０から離間されたアノード４３０と、電子輸送層４５５と、発光層４５０とを備えている。このＯＬＥＤデバイスは、正孔注入層４３５と、正孔輸送層４４０と、電子注入層４６０とを備えることもできる。正孔注入層４３５と、正孔輸送層４４０と、発光層４５０と、電子輸送層４５５と、電子注入層４６０は、アノード４３０とカソード４９０との間に配設された一連の有機層４７０を含む。電子輸送層４５５は本発明の方法によって堆積させることが最も望ましい有機材料層の一例である。これらの成分についてさらに詳しく説明する。
【００３７】
基板４２０は、有機の固体または無機の固体であるか、あるいは有機の固体と無機の固体とを含む。基板４２０は剛性または可撓性であり、個別の部材（例えばシートやウエハ）として、または連続したロールとして加工される。典型的な基板材料としては、ガラス、プラスチック、金属、セラミック、半導体、金属酸化物、酸化物半導体、窒化物半導体、ならびにこれらの組み合わせがある。基板４２０は、複数の材料が均一に混合したもの、複数の材料の複合体、または多層材料である。基板４２０は、ＯＬＥＤデバイスを作製するのに一般的に使用されているＯＬＥＤ基板（例えばアクティブ−マトリックス用の低温ポリシリコンまたはアモルファス−シリコンのＴＦＴ基板）である。基板４２０は、どの方向に発光させたいかに応じ、透過性または不透明にすることができる。光透過特性は、基板を通してＥＬ光を見る上で望ましい。このような場合には透明なガラスまたはプラスチックが一般に用いられる。ＥＬ光を上部電極を通して見るような用途では、底部支持体の透過特性は重要でないため、底部支持体は、光透過性、光吸収性、または光反射性である。この場合に用いる基板としては、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミック、回路基板材料、あるいはＯＬＥＤデバイス（パッシブ・マトリックス・デバイスでもアクティブ・マトリックス・デバイスでもよい）を形成するのに一般に用いられている他の任意の材料が挙げられるが、これに限定するものではない。
【００３８】
１つの電極が基板４２０上に形成され、それがアノード４３０として構成されるのが最も一般的である。ＥＬ光を、基板４２０を通して見る場合、アノード４３０は、対象とする光に対して透明であるか、実質的に透明である必要がある。本発明で有用な透明なアノード用の一般的な材料は、インジウム−スズ酸化物と酸化スズであるが、他の金属酸化物、例えばアルミニウムをドープした酸化亜鉛、インジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウム−インジウム酸化物、およびニッケル−タングステン酸化物も可能であるが、これらに限定されるものではない。これら酸化物に加え、金属窒化物（例えば窒化ガリウム）、金属セレン化物（例えばセレン化亜鉛）、金属硫化物（例えば硫化亜鉛）をアノード用材料として用いることができる。ＥＬ光を上部電極を通して見るような用途では、アノード用材料の透光特性は重要ではなく、あらゆる導電性材料（透明なもの、不透明なもの、反射性のもの）を使用することができる。この用途のための例示的な導電性材料としては、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム、白金などがあるが、これらに限定されるものではない。好ましいアノード用材料は、透光性であろうとそうでなかろうと、仕事関数が４．１ｅＶ以上である。望ましいアノード用材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的プロセス）で堆積させることができる。アノード用材料は、よく知られているフォトリソグラフィ法を利用してパターニングすることができる。
【００３９】
必ずしも必要なわけではないが、有機発光ディスプレイでは、多くの場合、正孔注入層４３５をアノード４３０の上に形成することが有用である。正孔注入材料は、その後に形成する有機層の膜形成特性を改善することと、正孔輸送層に正孔を容易に注入することに役立つ。正孔注入層４３５で使用するのに適した材料としては、米国特許第４，７２０，４３２号に記載されているポルフィリン化合物、米国特許第６，２０８，０７５号に記載されているプラズマ堆積させたフルオロカーボン・ポリマ、無機酸化物（例えばバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、ニッケル酸化物（ＮｉＯｘ））などがある。有機ＥＬデバイスで有用であることが報告されている別の正孔注入材料は、欧州特許０，８９１，１２１Ａ１号および１，０２９，９０９Ａ１号に記載されている。
【００４０】
必ずしも必要なわけではないが、多くの場合、正孔輸送層４４０をアノード４３０の上に形成して配置することが有用である。望ましい正孔輸送材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、熱転写、レーザによるドナー材料からの熱転写）で堆積させることができる。正孔輸送層４４０に有用な正孔輸送材料は周知であり、例えば、芳香族第三級アミンなどの化合物がある。芳香族第三級アミンは、炭素原子（そのうちの少なくとも１つは芳香族環のメンバである）だけに結合する少なくとも１つの３価の窒素原子を含んでいる化合物であることを理解されたい。芳香族第三級アミンの一形態は、アリールアミン（例えばモノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン、ポリマ・アリールアミン）である。例示的なモノマ・トリアリールアミン類は、Ｋｌｕｐｆｅｌらによって米国特許第３，１８０，７３０号に示されている。１個以上のビニル基で置換された他の適切なトリアリールアミン類、および少なくとも１つの活性な水素含有基を含む他の適切なトリアリールアミン類は、Ｂｒａｎｔｌｅｙらによって米国特許第３，５６７，４５０号および第３，６５８，５２０号に開示されている。
【００４１】
芳香族第三級アミン類のより好ましいクラスは、米国特許第４，７２０，４３２号および第５，０６１，５６９号に記載されている少なくとも２つの芳香族第三級アミン部分を含むものである。このような化合物としては、構造式Ａで表わされるものがある。
【００４２】
【化１】
上式中、Ｑ１およびＱ２は独立して、芳香族第三級アミン部分の中から選択され、Ｇは、結合基（例えば、炭素−炭素結合のアリーレン基、シクロアルキレン基、アルキレン基など）である。
【００４３】
一実施形態では、Ｑ１およびＱ２の少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。Ｇがアリール基である場合、Ｑ１およびＱ２の少なくとも一方は、フェニレン部分、ビフェニレン部分、ナフタレン部分であることが好ましい。
【００４４】
構造式Ａを満たすとともに２つのトリアリールアミン部分を含むトリアリールアミン類の有用な１つのクラスは、構造式Ｂで表わされる。
【００４５】
【化２】
上式中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、アリール基、アルキル基のいずれかを表わすか、Ｒ１およびＲ２は合わさって、シクロアルキル基を完成させる原子を表わし、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立してアリール基を表わし、そのアリール基は、構造式Ｃに示したように、ジアリール置換されたアミノ基によって置換されている。
【００４６】
【化３】
上式中、Ｒ５とおよびＲ６は独立して、アリール基の中から選択される。一実施形態では、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、多環縮合環構造（例えばナフタレン）を含んでいる。
【００４７】
芳香族第三級アミン類の別のクラスは、テトラアリールジアミン類である。望ましいテトラアリールジアミン類として、構造式Ｃに示したように、アリーレン基を通じて結合した２つのジアリールアミノ基が挙げられる。有用なテトラアリールジアミン類としては、構造式Ｄで表わされるものがある。
【００４８】
【化４】
上式中、それぞれのＡｒｅは独立して、アリーレン基（例えばフェニレン部分またはアントラセン部分）の中から選択され、ｎは１〜４の整数であり、Ａｒ、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９は独立して、アリール基の中から選択される。
【００４９】
典型的な一実施形態では、Ａｒ、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９のうちの少なくとも１つは多環縮合環構造（例えばナフタレン）である。
【００５０】
上記の構造式Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの種々のアルキル部分、アルキレン部分、アリール部分、アリーレン部分は、それぞれ、置換されていてもよい。典型的な置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン（例えばフッ化物、塩化物、臭化物）などがある。さまざまなアルキル部分とアルキレン部分は、一般に、１〜約６個の炭素原子を含んでいる。シクロアルキル部分は、３〜約１０個の炭素原子を含むことができるが、一般には５個、または６個、または７個の炭素原子を含んでいる（例えばシクロペンチル環構造、シクロヘキシル環構造、シクロヘプチル環構造）。アリール部分とアリーレン部分は、通常は、フェニル部分とフェニレン部分である。
【００５１】
ＯＬＥＤデバイスにおける正孔輸送層は、単一の芳香族第三級アミン化合物、または芳香族第三級アミン化合物の混合物から形成することができる。具体的には、トリアリールアミン（例えば構造式Ｂを満たすトリアリールアミン）をテトラアリールジアミン（例えば構造式Ｄに示したもの）と組み合わせて使用することができる。トリアリールアミンをテトラアリールジアミンと組み合わせて使用する場合には、テトラアリールジアミンは、トリアリールアミンと電子注入・輸送層の間に配置された層として位置決めされる。
【００５２】
有用な正孔輸送材料の別のクラスとして、欧州特許第１，００９，０４１号に記載されている多環式芳香族化合物がある。さらに、ポリマ正孔輸送材料を使用することができる。それは、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、ポリチオフェン類、ポリピロール、ポリアニリン、コポリマ（例えばポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとも呼ばれる））などである。
【００５３】
発光層４５０は、正孔−電子再結合に応答して光を出す。発光層４５０は、一般に正孔輸送層４４０の上に堆積される。所望の有機発光材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、放射線によるドナー材料からの熱転写）で堆積させることができる。有用な有機発光材料は周知である。米国特許第４，７６９，２９２号および第５，９３５，７２１号により詳しく記載されているように、有機ＥＬ素子の発光層は、発光材料または蛍光材料を含んでおり、この領域で電子−正孔対の再結合が起こる結果としてエレクトロルミネッセンスが生じる。発光層は単一の材料で構成されるが、より一般的には、ゲスト化合物（すなわちドーパント）をドープしたホスト材料を含んでいる。後者の場合、光は主としてドーパントから発生する。ドーパントは、特定のスペクトルを持つ色の光が出るように選択する。発光層内のホスト材料は、以下に示す電子輸送材料、または上記の正孔輸送材料、または正孔−電子再結合を支援する別の材料である。ドーパントは通常、強い蛍光を出す染料の中から選択されるが、リン光化合物（例えばＷＯ９８／５５５６１、ＷＯ００／１８８５１、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５に記載されている遷移金属錯体）も有用である。ドーパントは、一般に、０．０１〜１０重量％の割合でホスト材料に組み込まれる。この明細書に記載した装置と方法を用いて、複数の蒸発源を必要とせずに多成分ゲスト／ホスト層をコーティングする。
【００５４】
有用であることが知られているホスト分子および発光分子としては、米国特許第４，７６８，２９２号、第５，１４１，６７１号、第５，１５０，００６号、第５，１５１，６２９号、第５，２９４，８７０号、第５，４０５，７０９号、第５，４８４，９２２号、第５，５９３，７８８号、第５，６４５，９４８号、第５，６８３，８２３号、第５，７５５，９９９号、第５，９２８，８０２号、第５，９３５，７２０号、第５，９３５，７２１号、第６，０２０，０７８号に開示されているものがあるが、これに限定するものではない。
【００５５】
８−ヒドロキシキノリンおよび同様の誘導体の金属錯体（構造式Ｅ）は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の１つのクラスを形成し、波長が５００ｎｍよりも長い光（例えば緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。
【００５６】
【化５】
上式中、Ｍは金属を表わし、ｎは１〜３の整数であり、Ｚは各々独立して、少なくとも２つの縮合芳香族環を有する核を完成させる原子を表わす。
【００５７】
以上の説明から、金属は、一価、二価、三価の金属が可能であることが明らかである。金属としては、例えばアルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウムなど）、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウムなど）、土類金属（ホウ素、アルミニウムなど）が可能である。一般に、キレート化金属として有用であることが知られている任意の一価、二価、三価の金属を使用することができる。
【００５８】
Ｚは、少なくとも２つの縮合芳香族環を持っていてそのうちの少なくとも一方はアゾール環またはアジン環である複素環の核を完成させる。必要な場合には、必要なその２つの環に追加の環（例えば脂肪族環と芳香族環の両方）を縮合させることができる。機能の向上なしに分子が大きくなることを避けるため、環の原子数は、通常は１８個以下に維持する。
【００５９】
発光層４５０のホスト材料としては、９位と１０位に炭化水素置換基または置換された炭化水素置換基を有するアントラセン誘導体が可能である。例えば９，１０−ジ−（２−ナフチル）アントラセンの誘導体は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の１つのクラスを形成し、波長が４００ｎｍよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。
【００６０】
ベンズアゾール誘導体は、エレクトロルミネッセンスをサポートすることのできる有用なホスト材料の別のクラスを形成し、波長が４００ｎｍよりも長い光（例えば青、緑、黄、オレンジ、赤）を放出させるのに特に適している。有用なベンズアゾールの一例は、２，２’，２’’−（１，３，５−フェニレン）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］である。
【００６１】
好ましい蛍光ドーパントとしては、ペリレンまたはその誘導体、アントラセンの誘導体、テトラセンの誘導体、キサンテンの誘導体、ルブレンの誘導体、クマリンの誘導体、ローダミンの誘導体、キナクリドンの誘導体、ジシアノメチレンピラン化合物、チオピラン化合物、ポリメチン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、ジスチリルベンゼンの誘導体、ジスチリルビフェニルの誘導体、ビス（アジニル）メタンホウ素錯体化合物、およびカルボスチリル化合物などがある。
【００６２】
他の有機発光材料としては、Ｗｏｌｋらが、譲受人に譲渡された米国特許第６，１９４，１１９Ｂ１号とその中で引用している参考文献に記載しているように、ポリマ物質（例えばポリフェニレンビニレン誘導体、ジアルコキシ−ポリフェニレンビニレン類、ポリ−パラ−フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体）が可能である。
【００６３】
ＯＬＥＤデバイス４１０は、発光層４５０の上に配置された電子輸送層４５５を含んでいるのが好ましい。所望の電子輸送材料は、適切な任意の手段（例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸着、電気化学的手段、熱転写、レーザによるドナー材料からの熱転写）で堆積させ、この明細書に記載した装置と方法を利用して堆積される。特に、金属でドープした電子輸送層を本発明の方法によって形成することが想定される。電子輸送層４５５で用いるのが好ましい電子輸送材料は、金属キレート化オキシノイド系化合物（オキシンそのもの（一般には８−キノリノールまたは８−ヒドロキシキノリンとも呼ばれる）のキレートも含む）である。このような化合物は、電子の注入と輸送を容易にし、優れた性能を示すのを助け、容易に薄膜の形態にすることができる。考慮するオキシノイド系化合物の例は、すでに説明した構造式Ｅを満たす化合物である。
【００６４】
他の電子輸送材料としては、米国特許第４，３５６，４２９号に開示されている種々のブタジエン誘導体や、米国特許第４，５３９，５０７号に記載されている種々の複素環式蛍光増白剤がある。構造式Ｇを満たすベンズアゾールも、有用な電子輸送材料である。
【００６５】
他の電子輸送材料としては、ポリマ物質が可能である。これは例えば、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ−パラ−フェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類や、他の導電性ポリマ有機材料（例えば「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ」，Ｖｏｌｓ．１−４，Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ，ｅｄ．，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ，Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ（１９９７）に記載されているもの）である。
【００６６】
電子注入層４６０がカソードと電子輸送層との間に存在していてもよい。電子注入材料の例としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化アルカリ塩（例えば上記のＬｉＦ）や、アルカリ金属またはアルカリ土類金属をドープした有機層がある。
【００６７】
カソード４９０は電子輸送層４５５の上に形成される。アノード４３０を通して発光する場合、カソード材料は、ほぼ任意の導電性材料から構成される。好ましい材料は効果的な膜形成特性を有するため、下にある有機層との接触がよくなり、低電圧で電子注入が促進され、優れた安定性が得られる。有用なカソード材料は多くの場合、仕事関数が低い（３．０ｅＶ未満）金属または合金を含んでいる。好ましい１つのカソード材料は、米国特許第４，８８５，２２１号に記載されているように、銀が１〜２０％の割合で含まれたＭｇ：Ａｇ合金を含む。適切なカソード材料の別のクラスとしては、仕事関数が低い金属または金属塩の薄い層の上に導電性金属の厚い層を被せた二層がある。このような１つのカソードは、米国特許第５，６７７，５７２号に記載されているように、ＬｉＦの薄い層と、その上に載るより厚いＡｌ層を含む。他の有用なカソード材料としては、米国特許第５，０５９，８６１号、第５，０５９，８６２号、第６，１４０，７６３号に記載されているものがあるが、これらに限定されない。
【００６８】
カソード４９０を通して発光を見る場合、カソードは、透明であるか、ほぼ透明である必要がある。このような用途のためには、金属が薄いか、透明な導電性酸化物を使用するか、これらの材料を含む必要がある。光学的に透明なカソードは、米国特許第５，７７６，６２３号により詳細に記載されている。カソード材料は、蒸着、スパッタリング、化学蒸着によって堆積させる。必要な場合、よく知られた多数の方法でパターニングすることができる。方法としては、限定するものではないが、例えば、スルー・マスク蒸着、米国特許第５，２７６，３８０号と欧州特許第０，７３２，８６８号に記載されている一体化シャドウ・マスキング（integral shadow masking）、レーザ除去（laser ablation）、選択的化学蒸着などがある。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】先行技術の蒸発装置を示す断面図である。
【図２】第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して堆積させて基板表面に層を形成するために、本発明に従って用いられる装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に従って用いられる装置を示す断面図であり、基板を封入する蒸着チャンバをさらに備えている。
【図４】材料を蒸発させるための図２の装置の一部の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して堆積させて基板表面に層を形成するために、本発明に従って用いられる装置の別の実施形態を示す三次元図である。
【図６】本発明に従って粉末状材料を供給するための図５の装置の一部の一実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に従って粉末を供給して蒸発させる上記装置の一部の一実施形態をさらに詳細に示す断面図である。
【図８】金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成するための本発明に従って用いられる装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明の方法の一実施形態を示すブロック図である。
【図１０】本発明に従って一部が作製されるＯＬＥＤデバイス構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
４ 蒸発装置、５ 基板、６ 蒸発源、７ 蒸発源、８ 蒸発源、９ 蒸気気柱、１０ 蒸発装置、１５ 第１の材料、２０ 第２の材料、２３ 材料、２５ 第１の加熱素子、２７ 第１の加熱素子、３０ 第１の領域、３５ 第２の領域、４０ 第２の加熱素子、４３ 加熱素子、４５ 供給構造、５０ ピストン、５５ 計量構造、６０ 混合マニホールド、６３ マニホールド、６５ チャンバ、６７ 基部ブロック、６９ 制御通路、７０ シールド、７５ 装着用ロック装置、８０ 蒸着チャンバ、８５ ＯＬＥＤ基板、８７ 第１の材料蒸気、９０ 開口部、９３ シール、９５ 並進移動装置、１００ 真空源、１０５ 蒸発装置、１１０ 蒸発装置、１２０ マニホールド、１３０ 開口部、１３５ モータ、１４０ 供給装置、１４５ 供給装置、１５０ 第１の容器、１５５ 第２の容器、１６０ 供給路、１６５ 供給路、１７０ 第３の容器、１７５ 第４の容器、１８０ 螺旋状構造、１９０ モータ、２００ 第１の材料、２１０ スクリーン、２２０ スクリーン、２３０ 圧電構造、２４０ 圧電構造、２６０ 第１の材料、２７０ 加熱素子、２８０ 基部、３００ ステップ、３１０ ステップ、３２０ ステップ、３３０ ステップ、３４０ ステップ、３５０ ステップ、３６０ ステップ、３７０ ステップ、３８０ ステップ、３９０ ステップ、３９５ ステップ、４１０ ＯＬＥＤデバイス、４２０ 基板、４３０ アノード、４３５ 正孔注入層、４４０ 正孔輸送層、４５０ 発光層、４５５ 電子輸送層、４６０ 電子注入層、４７０ 有機層、４９０ カソード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより、第１の材料が金属を含み第２の材料が非金属である層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面に供給可能になるように配設された混合マニホールドを提供すること；
ｂ）第１および第２の材料を別個に蒸発させるように、前記蒸発した材料が前記混合マニホールド内に供給可能になるように配設された第１および第２の加熱素子を提供すること；および、
ｃ）制御された速度で前記第１および第２の材料を計量して前記第１および第２の加熱素子それぞれに供給して、金属を含んだ蒸発した材料を前記混合マニホールドに供給し、そこで前記第１および第２の材料を混合した後、前記基板表面に堆積させて前記金属を含んだ層を形成することを含む、方法。
【請求項２】
第１の領域の材料の少なくとも１つを能動的に冷却して、その蒸発温度よりも低くし、対応する加熱素子が第２の領域の材料をその蒸発温度より高く加熱して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に急峻な温度勾配が存在するようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の材料が細長状部材の形態であり、前記計量するステップが前記第１の加熱素子と接触させた状態で前記細長状部材を維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記材料が、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性金属または還元性金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の材料がＡｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の材料が１つ以上の成分を有する有機材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面上に供給可能になるように配設されたマニホールドを提供すること；
ｂ）前記蒸発した材料が前記マニホールド内に供給可能になるように配設された、材料を蒸発させる加熱素子を提供すること、および
ｃ）金属を含んだ材料を制御された速度で計量して前記加熱素子に供給し、前記蒸発した材料を前記マニホールドに供給した後、前記基板表面に堆積させて、前記金属を含んだ層を形成することとを含む、方法。
【請求項８】
第１の領域の材料を能動的に冷却して、その蒸発温度よりも低くし、前記加熱素子が第２の領域の材料をその蒸発温度より高く加熱して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に急峻な温度勾配が存在するようにすることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記材料が、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性金属または還元性金属を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記材料がＡｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記材料が細長状部材の形態であり、前記計量するステップが前記加熱素子と接触させた状態で前記細長状部材を維持することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１】
第１および第２の別個に蒸発した材料を混合して基板表面に堆積させることにより、第１の材料が金属を含み第２の材料が非金属である層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面に供給可能になるように配設された混合マニホールドを提供すること；
ｂ）第１および第２の材料を別個に蒸発させるように、前記蒸発した材料が前記混合マニホールド内に供給可能になるように配設された第１および第２の加熱素子を提供すること；および、
ｃ）制御された速度で前記第１および第２の材料を計量して前記第１および第２の加熱素子それぞれに供給して、金属を含んだ蒸発した材料を前記混合マニホールドに供給し、そこで前記第１および第２の材料を混合した後、前記基板表面に堆積させて前記金属を含んだ層を形成することを含む、方法。
【請求項２】
第１の領域の材料の少なくとも１つを能動的に冷却して、その蒸発温度よりも低くし、対応する加熱素子が第２の領域の材料をその蒸発温度より高く加熱して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に急峻な温度勾配が存在するようにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の材料が細長状部材の形態であり、前記計量するステップが前記第１の加熱素子と接触させた状態で前記細長状部材を維持することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記材料が、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性金属または還元性金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の材料がＡｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の材料が１つ以上の成分を有する有機材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
金属を含んだ材料を蒸発させて基板表面に層を形成する方法であって、
ａ）蒸発した材料が基板表面上に供給可能になるように配設されたマニホールドを提供すること；
ｂ）前記蒸発した材料が前記マニホールド内に供給可能になるように配設された、材料を蒸発させる加熱素子を提供すること、および
ｃ）金属を含んだ材料を制御された速度で計量して前記加熱素子に供給し、前記蒸発した材料を前記マニホールドに供給した後、前記基板表面に堆積させて、前記金属を含んだ層を形成することとを含む、方法。
【請求項８】
第１の領域の材料を能動的に冷却して、その蒸発温度よりも低くし、前記加熱素子が第２の領域の材料をその蒸発温度より高く加熱して、前記第１の領域と前記第２の領域との間に急峻な温度勾配が存在するようにすることをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記材料が、４．５ｅＶ未満の仕事関数を有する反応性金属または還元性金属を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記材料がＡｌ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、またはＡｇを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記材料が細長状部材の形態であり、前記計量するステップが前記加熱素子と接触させた状態で前記細長状部材を維持することを含む、請求項６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００９−５３１５５０（Ｐ２００９−５３１５５０Ａ）
【公表日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０２９０２（Ｐ２００９−５０２９０２）
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００７３２６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２６７１９
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／００７３２６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２６７１９
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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